框架結(jié)構(gòu)設(shè)計計算書

1、第一章緒論第一節(jié)工程概況一、工程設(shè)計總概況:規(guī)模:本工程是一棟四層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)教學(xué)樓,使用年限為50年,抗震設(shè)防烈度為8度;建筑面積約3000建筑平面的橫軸軸距為6.5m和2.5m,縱軸軸距為4.5m;框架梁、柱、板為現(xiàn)澆;內(nèi)、外墻體材料為混凝土空心砌塊,外墻裝修使用乳白色涂料仿石材外墻涂料,內(nèi)墻裝修噴涂乳膠漆,教室內(nèi)地面房間采用水磨石地面,教室房間墻面主要采用石棉吸音板,門窗采用塑鋼窗和裝飾木門。全樓設(shè)樓梯兩部。結(jié)構(gòu)形式:鋼筋混凝土四層框架結(jié)構(gòu)。氣象、水文、地質(zhì)資料:1氣象資料基本風(fēng)壓值:0.35kN/陸基本雪壓值:0.25kN/。凍土深度:最大凍土深度為1.2m;室外氣溫:年平均氣溫

2、最底-10C,年平均氣溫最高40C;2水文地質(zhì)條件土層分布見圖1-1,地表下黃土分布約15m，垂直水平分布較均勻，可塑狀態(tài)，中等壓縮性，弱濕陷性，屬I級非自重濕陷性黃土地基。地基承載力特征值fak=120kN/mo抗震設(shè)防等級8度，設(shè)計基本地震加速度值為0.20g，地震設(shè)計分組為第一組，場地類別為II類。常年地下水位位于地表下8m，地質(zhì)對水泥具有硫酸鹽侵蝕性。采用獨立基礎(chǔ)，考慮到經(jīng)濟方面的因素，在地質(zhì)條件允許的條件下，獨立基礎(chǔ)的挖土方量是最為經(jīng)濟的，而且基礎(chǔ)本身的用鋼量及人工費用也是最低的，整體性好，抗不均勻沉降的能力強。因此獨立基礎(chǔ)在很多中低層的建筑中應(yīng)用較多。二、設(shè)計參數(shù):（一根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)

3、設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)本工程為一般的建筑物，破壞后果嚴(yán)重，故建筑結(jié)構(gòu)的安全等級為二級。（二建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限為50年，耐久等級二級（年，耐火等級二級，屋面防水II級。（三建筑抗震烈度為8度，應(yīng)進(jìn)行必要的抗震措施。（四設(shè)防類別丙類。（五本工程高度為15.3m，框架抗震等級根據(jù)GB50223-2008建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)，幼兒園、小學(xué)、中學(xué)教學(xué)樓建筑結(jié)構(gòu)高度不超過24m的混凝土框架的抗震等級為二級。（六地基基礎(chǔ)采用柱下獨立基礎(chǔ)。圖1-1土層分布第二章結(jié)構(gòu)選型和結(jié)構(gòu)布置第一節(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計*建施圖（見圖紙一、結(jié)構(gòu)體系選型（一結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)形式的分析比較結(jié)構(gòu)體系是指結(jié)構(gòu)抵抗外部作用的構(gòu)件組成方式。一般有框架結(jié)構(gòu)

4、體系、剪力墻結(jié)構(gòu)體系、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系、筒體結(jié)構(gòu)體系等。建筑結(jié)構(gòu)形式,主要是以其承重結(jié)構(gòu)所用的材料來劃分,一般可以分為鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)、磚木結(jié)構(gòu)等。（二多層建筑的結(jié)構(gòu)體系及選擇框架結(jié)構(gòu)體系框架結(jié)構(gòu)是利用粱、柱組成的橫、縱兩個方案的框架形成的結(jié)構(gòu)體系。它同時承受豎向荷載和水平荷載。由梁和柱這兩類構(gòu)件通過剛節(jié)點連接而成的結(jié)構(gòu)稱為框架,當(dāng)整個結(jié)構(gòu)單元所有的豎向和水平作用完全由框架承擔(dān)時,該結(jié)構(gòu)體系成為框架結(jié)構(gòu)體系。有鋼筋混凝土框架、鋼框架和混合結(jié)構(gòu)框架三類。框架結(jié)構(gòu)體系具有可以較靈活地配合建筑平面布置的優(yōu)點,利于安排需要較大空間的建筑結(jié)構(gòu)。同時框架結(jié)構(gòu)的梁、柱構(gòu)件易于標(biāo)準(zhǔn)化、定型

5、化,便于采用裝配整體式結(jié)構(gòu),以縮短施工工期。剪力墻結(jié)構(gòu)體系利用建筑物墻體作為承受豎向荷載和抵抗水平荷載的結(jié)構(gòu),稱為剪力墻結(jié)構(gòu)體框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系在框架結(jié)構(gòu)中,設(shè)置部分剪力墻,使框架和剪力墻兩者結(jié)合起來,取長補短,共同抵抗水平荷載,這就是框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系。如果把剪力墻布置成筒體,可稱為框架-筒體結(jié)構(gòu)體系。筒體結(jié)構(gòu)體系1筒中筒結(jié)構(gòu),筒體分實腹筒、框筒及桁架筒。由剪力墻圍成的筒體稱為實腹筒,在實腹筒墻體上開有規(guī)則排列的窗洞形成的開孔筒體稱為框筒;筒體四壁由豎桿和斜桿形成的衍架組成則稱為衍架筒。筒中筒結(jié)構(gòu)由上述筒體單元組合,一般心腹筒在內(nèi),框筒或桁架筒在外,由內(nèi)外筒共同抵抗水平力作用。2多筒體系

6、,成束筒及巨型框架結(jié)構(gòu)。由兩個以上框筒或其他筒體排列成束狀,稱為成束筒。巨形框架是利用筒體作為柱子,在各筒體之間每隔數(shù)層用巨型梁相連,這樣的筒體和巨型梁即形成巨型框架。這種多筒結(jié)構(gòu)可更充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)空向作用,其剛度和強度都有很大提高,可建造層數(shù)更多、高度更高的高層建筑。綜合上述選擇框架結(jié)構(gòu)體系最宜。（三承重體系的選擇框架結(jié)構(gòu)的承重方案分為以下幾種:橫墻承重體系,橫墻承重體系類型的房屋的樓板、屋面板或檁條沿房屋縱向擱置在橫墻上,由橫墻承重。主要樓面荷載的傳遞途徑是:板、橫墻、基礎(chǔ)、地基,故稱為橫墻承重體系。橫墻承重體系的特點:1房屋的空間剛度大,整體性好,有利于抵抗風(fēng)力和水平地震作用,也有利于調(diào)整

7、地基的不均勻沉降。2橫墻承受了大部分豎向荷載;縱墻則主要起圍護(hù)、隔斷和將橫墻連成整體的作用,受力比較小,對設(shè)置門窗大小和位置的限制比較少,建筑設(shè)計上容易滿足采光和通風(fēng)的要求。3結(jié)構(gòu)布置比較簡單和規(guī)則,可不用梁、樓板采用預(yù)制構(gòu)件,施工比較簡單方便,分項造價較低。但橫墻占面積多,房間布置的靈活性差,墻體用材比較多。橫墻承重體系多用于橫墻間距較密、房間開間較小的房屋,如宿舍、招待所、住宅、辦公樓等民用建筑。縱墻承重體系,對于進(jìn)深較大的房屋、樓板、屋面板或檁條鋪設(shè)在梁（或屋架上,梁（或屋架支撐在縱墻上,主要由縱墻承受豎向荷載,荷載的傳遞路線為:板、梁（或屋架、縱墻、基礎(chǔ)、地基;而對于進(jìn)深不大的房屋,樓

8、板、屋面板直接擱置在外縱墻上,豎向荷載的傳遞路線是:板、縱墻、基礎(chǔ)、地基?？v墻承重體系的特點:（1縱墻是主要的承重墻。設(shè)置橫墻的目的主要是為了滿足房屋空間剛度和結(jié)構(gòu)整體性的要求,間距可以相當(dāng)大,因而容易滿足使用上大空間和靈活布置平面的要求。（2由于縱墻承受的荷載比較大,一般不能任意開設(shè)門窗洞口,采光和通風(fēng)的要求往往也受限制,縱墻較厚或加壁柱。（3相對于橫墻承重體系,縱墻承重體系的橫向剛度較差,樓（屋蓋用料較多,而墻體用料較少?？v墻承重體系的房屋適用于使用上要求較大空間或隔斷墻位置有可能改變的場合,多見于食堂、會堂、廠房、倉庫、俱樂部、展覽廳等建筑?？v橫墻承重體系,常見的有兩種情況:一種是采用現(xiàn)

9、澆鋼筋混凝土樓板,另一種是采用預(yù)制短向樓板的大房間?？v橫墻承重體系特點:其開間比橫墻承重體系大,但空間布置不如縱墻承重體系靈活,整體剛度也介于兩者之間,墻體用材、房屋自重也介于兩者之間,多用于教學(xué)樓、辦公樓、醫(yī)院等建筑。本工程選擇縱橫墻承重體系。（四建筑材料的選擇1混凝土選擇混凝土強度等級選擇時要根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)的環(huán)境類別,應(yīng)滿足混凝土耐久性要求;若采用HRB335鋼筋，混凝土強度等級不宜低于C20;若采用HRB400和RRB400鋼筋以及承受重復(fù)荷載的構(gòu)件,混凝土的強度等級不得低于C20。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強度等級不應(yīng)低于C30;若采用鋼絞線、鋼絲、熱處理鋼筋作預(yù)應(yīng)力鋼筋，混凝土強度等級

10、不宜低于C40。在抗震設(shè)計時，現(xiàn)澆框架梁、柱、節(jié)點的混凝土強度等級按一級抗震等級設(shè)計時，不應(yīng)低于C30;按二四級和非抗震設(shè)計時，不應(yīng)低于C20。現(xiàn)澆框架梁的混凝土強度等級不宜大于C40;框架柱的混凝土強度等級:抗震設(shè)防烈度為9度時不宜大于C60，抗震設(shè)防烈度為8度時不宜大于C70。為便于施工，梁、柱混凝土最好采用相同強度等級,常用C30C40。2鋼筋選擇在結(jié)構(gòu)構(gòu)件中的普通縱向受力鋼筋宜選用HRB400、HRB335鋼筋;箍筋宜選用HRB335、HRB400、HPB235鋼筋。對于鋼筋混凝土框架梁、柱等主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件的縱向受力鋼筋，通常采用HRB400或HRB335鋼筋，構(gòu)造鋼筋及箍筋可采用HPB

11、235;對于鋼筋混凝土板、墻等構(gòu)件的受力鋼筋,可采用HPB235或HRB335,構(gòu)造鋼筋采用HPB235鋼筋。（五其他結(jié)構(gòu)選型屋面結(jié)構(gòu):平屋頂樓面結(jié)構(gòu):整體現(xiàn)澆雙向板肋型樓面樓梯結(jié)構(gòu):選擇板式樓梯過梁:鋼筋混凝土過梁基礎(chǔ):采用獨立基礎(chǔ)（六材料選擇主要構(gòu)件材料:框架梁、板、柱采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土構(gòu)件;墻體采用輕質(zhì)填充砌塊，外墻裝修使用乳白色涂料仿石材外墻涂料，內(nèi)墻裝修噴涂乳膠漆;教室內(nèi)地面房間采用水磨石地面;教室房間墻面主要采用石棉吸音板，門窗采用塑鋼窗和裝飾木門?；炷翉姸?梁、板、柱均采用C30混凝土，鋼筋使用HPB235,HRB335二種鋼筋。（七荷載的選擇表樓聞均布活載走廊樓梯衛(wèi)生間2.5

12、KN/M23.5KN/M22.5KN/M2第二節(jié)結(jié)構(gòu)布置、確定計算簡圖本工程框架的計算簡圖假定底層柱下端固定于基礎(chǔ)，按工程地質(zhì)資料提供的數(shù)據(jù)，查抗震規(guī)范可判斷該場地為II類場地土，地質(zhì)條件較好,初步確定本工程基礎(chǔ)采用柱下獨立基礎(chǔ)，挖去所有雜填土，基礎(chǔ)置于第二層粉質(zhì)粘土層上，基底標(biāo)高為設(shè)計相對標(biāo)高-2.10m。柱子的高度底層為:hl=3.9+2.1-0.5=5.5m（初步假設(shè)基礎(chǔ)高度0.5m，二四層柱高為h2h4=3.6m。柱節(jié)點剛接,橫梁的計算跨度取柱中心至中心間距離，三跨分別為：1=6500、2500、6500。二、板、梁、柱的截面確定（現(xiàn)澆板厚確定根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB50010-2

13、002現(xiàn)澆鋼筋混凝土雙向板厚度要滿足以下要求：1、現(xiàn)澆鋼筋混凝土雙向板的最小厚度不小于80mm；2、現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的樓板板厚不應(yīng)小于100mm，且雙向板的板厚不小于跨度的1/45（簡支、1/50（連續(xù)；由于本工程雙向板的最長跨度為4500mm，計算得4500/50=90mm，又因為板厚不小于100mm，再結(jié)合該建筑各板的受力情況，選取板厚為100mm；由于走廊恒載相對較大，但由于走廊的跨度小所以統(tǒng)一取100mm。（二確定梁截面尺寸梁的截面寬度不宜小于200mm;截面高寬比不宜大于4;凈跨與截面高度之比不宜小于4。計算方法為:主梁:h=(l/121/8l,b=(l/21/3.5,bbe/

14、2,250由于橫向最大跨度為6500mm,則:h=(l/12l/8?6500=542mm813mm，取650mm;b=(1/21/3.5=217mm325mm,取250mm;橫向框架梁AB跨、CD跨:b3h=250mm3650mm,BC跨:b3h=250mm3450mm次梁:h=(1/181/15l由于縱向最大跨度為4500mm,則:h=(1/181/1234500=250mm375mm，取600mm(取600mm主要考慮窗的高度,將梁高取至窗頂便于施工。b取200mm;縱向連接梁:b3h=200mm3600mm。梁截面尺寸初步確定:橫向框架梁AB跨、CD跨:b3h=250mm3650mm,B

15、C跨:b3h=250mm3450mm;縱向連接梁:b3h=200mm3600mm。(三確定柱截面尺寸1、框架柱的截面尺寸根據(jù)柱的軸壓比限值,按下列公式計算:(1柱的軸力估計值12GGSNrwSN卩卩=Gr:荷載綜合分項系數(shù)，取1.25;W:框架結(jié)構(gòu)重量標(biāo)準(zhǔn)值，取13KN/m2S:柱承載露面面積；Ns:截面以上樓層數(shù)1卩:角柱增大系數(shù)，二級抗震取1.32卩:水平力使軸力增大系數(shù),8度設(shè)防烈度取1.3(2由GcNufAS知GcNAf注:u為框架柱軸壓比限值，本方案為二級抗震等級，查抗震規(guī)范可取為0.8。fc為混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值，對C30,查得14.3N/mm2。2、計算過程:對于邊柱:12G

16、GSNrwSNpp=1.2531334.533.253431.331.3=1606.56KNGcNAfu=1606.56/14.330.8=112346.9mm2取400mm3400mm對于角柱，其受力過程比較復(fù)雜，按要求取與邊柱一樣的尺寸，初選截面尺寸為400mm3400mm對于中柱:12GGSNrwSN仰=1.253133(1.2534.5+4.533.253431.331.3=2224.46KN=2224.46/14.330.8=124445.3mm2取450mm3450mm各層柱截面對應(yīng)相同,結(jié)構(gòu)平面布置見施工圖。（四各層結(jié)構(gòu)布置概況現(xiàn)澆板板厚:統(tǒng)一板厚100mm;柱子截面尺寸:角柱、

17、邊柱按400mm3400mm設(shè)置,中間柱按450mm3450mm設(shè)置;梁截面尺寸:橫向框架梁AB跨、CD跨:b3h=250mm3650mm;BC跨:b3h=250mm3450mm;縱向連接梁:b3h=200mm3600mm。三、荷載計算本工程以5號軸線橫向框架為計算分析單元。屋面橫梁豎向線荷載標(biāo)準(zhǔn)值恒載屋面恒載標(biāo)準(zhǔn)值:40厚架空隔熱板0.040325=1kN/m2.防水層0.4kN/m2.20厚1:3水泥砂漿找平層0.02320=0.4kN/m2.100厚鋼筋混凝土現(xiàn)澆板0.10325=2.5kN/m2.10厚紙筋石灰粉平頂0.01316=0.16kN/m2.22屋面恒載標(biāo)準(zhǔn)值:4.46kN/

18、m梁自重邊跨AB、CD跨:0.2530.65325=4.063kN/m梁側(cè)粉刷：23(0.65-0.130.02317=0.374kN/m4.437kN/m中跨BC跨：0.2530.45325=2.81kN/m梁側(cè)粉刷：23(0.45-0.130.02317=0.238kN/m3.048kN/m作用在頂層框架梁上的線荷載標(biāo)準(zhǔn)值：梁自重：g4AB1=g4CD1=4.437kN/m,g4BC1=3.048kN/m板傳來荷載：g4AB2=g4CD2=4.4634.5=20.07kN/mg4BC2=4.4632.5=11.15kN/m活載作用在頂層框架梁上的線活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：q4AB=q4CD=0.53

19、4.5=2.25kN/mq4BC=0.532.5=1.25kN/m2.樓面橫梁豎向線荷載標(biāo)準(zhǔn)值恒載20厚水泥砂漿面層0.02320=0.40kN/m2100厚鋼筋混凝土現(xiàn)澆板0.1325=2.50kN/m2樓面恒載標(biāo)準(zhǔn)值:3.092kN/m2邊跨(AB,CD跨框架梁自重4437kN/m中跨(BC跨梁自重：3.048kN/m作用在樓面層框架梁上的線恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：梁自重:gAB1=gCDl=4.437kN/mgBC1=3.048kN/m板傳來荷載:gAB2=gCD2=3.09234.5=13.914kN/mgBC2=3.09232.5=7.730kN/m(2活載樓面活載：qAB=qCD=2.53

20、4.5=11.25kN/mqBC=3.532.5=8.75kN/m-1F11.11111iiJIj-1j11圖2-1恒載頂層集中力(1恒載邊跨連系梁自重:0.2030.6034.5325=13.50kN粉刷:23(0.60-0.130.0234.5317=1.53kN0.9m高女兒墻:0.934.533.6=14.58kN粉刷:0.93230.0234.5317=2.75kN連系梁傳來屋面自重:0.534.530.534.534.46=22.58kN頂層邊節(jié)點集中荷載:G4A=G4D=54.94kN中柱連系梁自重:0.2030.6034.5325=13.50kN粉刷:23(0.60-0.103

21、0.0234.5317=1.53kN連系梁傳來屋面自重:0.534.530.534.534.46=22.58kN0.53(4.5+4.5-2.532.5/234.46=18.12kN頂層中節(jié)點集中荷載:G4B=G4C=55.73kN(2活載:QA4=Q4D=1/234.531/234.530.5=2.53kNQ4B=Q4C=1/234.531/234.530.5+1/23(4.5+4.5-2.532.5/230.5=4.56kN樓面框架節(jié)點集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值(圖2-2圖2-2恒載中間層結(jié)點集中力(1恒載：邊柱連系梁自重13.50kN粉刷:1.47kN連系梁傳來樓面自重:1/234.531/234.

22、533.092=15.65kN中間層邊節(jié)點集中荷載：GA=GD=30.62kN框架柱自重：GA=GD=0.430.433.6325=14.4kN中柱連系梁自重：13.50kN粉刷：1.47kN連系梁傳來樓面自重：1/234.531/234.533.092=15.56kN1/23(4.5+4.5-2.532.5/233.092=12.56kN43.09kN中間層中節(jié)點集中荷載：GB=Gc=43.09kN柱傳來集中荷載:GB=Gc=18.23kN(2活載:QA=QD=l/234.531/234.532.5=12.66kNQB=QC=1/234.531/234.532.5+1/23(4.5+4.5-

23、2.532.5/233.5=26.87kN5.風(fēng)荷載已知基本風(fēng)壓W0=0.35kN/m2,本工程為市郊中學(xué),地面粗糙度屬C類,按荷載規(guī)范ozszkWW艸卩=。風(fēng)載體型系數(shù)s卩：迎風(fēng)面為0.8,背風(fēng)面為-0.5;因結(jié)構(gòu)高度H=15.6mv30m,H/B=15.6/15.5=1v1.5;故取風(fēng)振系數(shù)0.1邙z，計算過程如表2-1所示，風(fēng)荷載圖見圖2-3。圖2-3橫向框架上的風(fēng)荷載風(fēng)荷載計算2-1層次P乂W0(kNTAm2)PikN)斗L0】.313.152.79760.3512.1513.+731.01.311.552J8680.3516.2:20.5421.03.37.52.27760.3516

24、.220.4611.01.34.352J6560.3517.S922.51地震作用1建筑物總重力荷載代表值Gi的計算(a集中于屋蓋處的質(zhì)點重力荷載代表值G4:50%雪載:0.530.25315.5345=87.19kN層面恒載：4.4634536.532+4.4634532.5=3110.85kN橫梁:(4.43736.532+3.04832.5311=718.31kN縱梁:(13.50+1.4731034=598.8kN女兒墻:0.933.63(45+15.532=392.04kN柱重:0.430.432531.8326+0.4530.4532531.8318=351.23kN橫墻:3.63

25、1536.531.8+(2.531.8-232.1/232=646.2kN縱墻:(4.531.8-332.1/232033.6+4.531.833.6318=881.28kN(忽略內(nèi)縱墻的門窗按墻重量算鋼窗:203332.131/230.4=25.2kNG4=6811.1kN(b集中于三、四層處的質(zhì)點重力荷載代表值G3G250%樓面活載:0.532.5315.5345=871.9kN樓面恒載309234536.532+3.09234532.5=2156.67kN橫梁:718.31kN縱梁:598.8kN柱重:351.2332=702.46kN橫墻:646.232=1292.4kN縱墻:881.

26、2832=1762.56kN鋼窗:25.232=50.4kNG3=G2=8153.5kN(c集中于二層處的質(zhì)點重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值G150%樓面活載:871.9kN樓面恒載:2156.67kN橫梁:718.31kN縱梁:598.8kN柱重:0.4530.453253(2.75+1.8318+0.430.43253(2.75+1.8326=887.82kN橫墻:646.2+646.231.95/1.8=1346.25kN縱墻:881.28+881.2831.95/1.8=1836kN鋼窗:25.232=50.4kNG1=8466.15kN2地震作用計算：(1框架柱的抗側(cè)移剛度在計算梁、柱線剛度時，應(yīng)考

27、慮樓蓋對框架梁的影響,在現(xiàn)澆樓蓋中，中框架梁的抗彎慣性矩取I=2I0;邊框架梁取I=1.5I0;在裝配整體式樓蓋中，中框架梁的抗彎慣性矩取I=1.5I0;邊框架梁取I=1.2I0,I0為框架梁按矩形截面計算的截面慣性矩。橫梁、柱線剛度見表2-2:橫梁、柱線剛度2-2桿件截面尺寸Ec(kN/mni2)IOTL(mm)L(kN-mm)相對剛度Linni)(man)“項目K=*g股化二K垃+刊一股層)珂=5+用”(2+(底辰)0=%叫(12丿以(kN/nun)kN/m層杭莢型及就面J四層邊框架邊柱(400X斗00)2.230.538.71斗邊框架中柱(400X4M)4.160.631L184中腿架邊

28、柱呼00X400)2.970.6G9.8618中柜架中柱(450X450)0.63166318邊框架邊柱(400X40)3.430.72331斗邊框架中tt(4DOX41.4Tg=1.430.35=0.49sec故需考慮框架頂部附加集中力作用查表5.2.1得：8n=0.08T1+0.07=0.0830.5+0.07=0.11框架橫向水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值為：結(jié)構(gòu)底部:FEK=a1Geq=0.116326846.61=3114.21kN工GiHi=335331.06AFn=5nFEK=0.113114.21=342.56kN各樓層的地震作用和地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值由表2-5計算列出，圖見2-4HLfntjQ

29、ifkNanaJi4t.R)IN020.9,3R1.53.50-103549.4529g153.5074J9ti.K5X21i5.58466.153&4.87圖2-4橫向框架上的地震作用樓層地震作用和地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值計算表2-5層.Hi(m)Gi(kN)GiHiryrd-JEGH.*”1J摟層囪力ViM)416.3&81LIO111020.93917.63917.63312.7&153.50103549.45855.881773.51痢生1El53.5074196.856B.272386.7515.5&466J546563出384.S72771.65-16-17-第三章框架內(nèi)力計算第一節(jié)荷載作用

30、下的框架內(nèi)力一、恒載作用下的框架內(nèi)力1.彎矩分配系數(shù)計算彎矩分配系數(shù)根據(jù)上面的原則,可計算出本例橫向框架各桿件的桿端彎矩分配系數(shù),由于該框架為對稱結(jié)構(gòu),取框架的一半進(jìn)行簡化計算,如圖3-1。節(jié)點A1:1010440.2931.172AAAASi=x=1111441.3335.332ABABSi=x=1212440.4481.792AAAASiw（相對線剛度見表2-2(40.2931.3330.44842.074AS=+=xY10101.1720.1414(0.2931.3330.448AAAAASS=+11115.3320.64340.2931.3330.448ABABASS=+12121.7

31、920.21640.2931.3330.448AAAAASS=+節(jié)點B1:121221.1522.304BDBDSi=x=(40.2931.3330.44821.152S=+xY111.33340.50340.2931.3330.44821.152BAyx=+x120.44840.16940.2931.3330.44821.152BByx=+x111.15220.21740.2931.3330.44821.152BDyx=+x100.29340.11140.2931.3330.44821.152BByx=+x節(jié)點A2:21230.44840.2010.4481.3330.4484AAAAyyx

32、=+x221.33340.5980.4481.3330.4484AB=+x-18-節(jié)點B2:221.33340.4751.3330.4480.44841.1522BAyx=+x+x21230.44840.1601.3330.4480.44841.1522BBBByyx=+x+x221.15220.2051.3330.4480.44841.1522BDyx=+x+x節(jié)點A4:441.33340.7481.3330.4484AByx=+x430.44840.2521.3330.4484AA=+x節(jié)點B4:441.33340.5661.15220.4481.3334BAyx=x+x430.44840

33、.1901.15220.4481.3334BByx=x+x441.15220.2441.15220.4481.3334BDyx=x+xA3、B3與相應(yīng)的A2、B2相同。桿件固端彎矩計算桿件固端彎矩時應(yīng)帶符號,桿端彎矩一律以順時針方向為正,如圖3-1圖3-1桿端及節(jié)點彎矩正方向(1橫梁固端彎矩:1頂層橫梁自重作用:224444114.4376.515.621212ABBAqlkNm22=-=-=-xx=-2244113.0481.251.5933BDqlkNm=-=-xx=-19-44441/20.795DBBDkNm=-板傳來的恒載作用:322234444222331(12/12120.076

34、.5(122.25/6.52.25/6.556.6612ABBAqlalalkNm=-=-+=-xx-x+=-22445/965/9611.152.53.63BDqlkNm=-=-xx=-22441/321/3211.152.52.18DBqlkNm=-=-xx=-2二四層橫梁自重作用:1111114.4376.515.621212ABBAqlkNm=-=-=-xx=-2211113.0481.251.5933BDqlkNm=-=-xx=-11111/20.795DBBDkNm=-板傳來的恒載作用：3222311111(12/12ABBAqlalal=-=-+22233113.9146.5(1

35、22.25/6.52.25/6.539.2812kNm=-xx-x+=-22115/965/967.732.52.52BDqlkNm=-=-xx=-22111/321/327.732.51.51DBqlkNm=-=-xx=-(2縱梁引起柱端附加彎矩：(本例中邊框架縱梁偏向外側(cè),中框架縱梁偏向內(nèi)側(cè)頂層外縱梁4454.940.15.494ADMMkNm=-=x=(逆時針為正樓層外縱梁1130.620.13.062ADMMkNm=-=x=頂層中縱梁4455.730.15.573BCMMkNm=-=-x=-樓層中縱梁1143.090.14.309BCMMkNm=-=-x=-節(jié)點不平衡彎矩橫向框架的節(jié)點

36、不平衡彎矩為通過該節(jié)點的各桿件（不包括縱向框架梁在節(jié)點處的固端彎矩與通過該節(jié)點的縱梁引起柱端橫向附加彎矩之和，根據(jù)平衡原則，節(jié)點彎矩的正方向與桿端彎矩方向相反，一律以逆時針方向為正，如圖3-1。節(jié)點A4的不平衡彎矩：44415.6256.665.49466.786ABAMMkNm+=-+=-縱梁本例計算的橫向框架的節(jié)點不平衡彎矩如圖3-3。圖3-2橫向框架承擔(dān)的恒載圖3-3節(jié)點不平衡彎矩-20-內(nèi)力計算根據(jù)對稱原則，只計算AB、BC跨。在進(jìn)行彎矩分配時，應(yīng)將節(jié)點不平衡彎矩反號后再進(jìn)行桿件彎矩分配。節(jié)點彎矩使相交于該節(jié)點桿件的近端產(chǎn)生彎矩，同時也使各桿件的遠(yuǎn)端產(chǎn)生彎矩,近端產(chǎn)生的彎矩通過節(jié)點彎矩

37、分配確定,遠(yuǎn)端產(chǎn)生的彎矩由傳遞系數(shù)C（近端彎矩與遠(yuǎn)端彎矩的比值確定。傳遞系數(shù)與桿件遠(yuǎn)端的約束形式有關(guān)。恒載彎矩分配過程如圖3-4，恒載作用下彎矩見圖3-5,梁剪力、柱軸力見圖3-6。根據(jù)所求出的梁端彎矩，再通過平衡條件，即可求出恒載作用下梁剪力、柱軸力，結(jié)果見表3-1、表3-2、表3-3、表3-4。AB跨梁端剪力（kN表3-1層（扳傳來祚用）（自重祁用丄aftn)U=(1-耳)*qZ2MAB(kNj-njMBA(kN.m)LMik/IVl/A=gl/2-m-MLk/lVB=-(g/2-hj+SMik/I420.0704.4372.256.514.4242.65-30.6050.433.0554

38、.G2-60.12313.9144.4372.256,514.4229.57-36-4945.5013942.60-45.38213.91斗4.4372.256.5144229.57-34.8144.59L5042.49-45.45113.9144.4372.256.514.4229.57-29.0941.68由42.05-45.93層q（kN/m）根佚來柞用）g(kN/ni)(自重箱ud-a尸咋MAB(kN.in；MBA【kN.m)EMit/iVI；A=gt/2-bll-ZMlkflVB=-2十a(chǎn)十Mik.420.0704.4S72.256.5144242.63-30.6050.433.05

39、54.02-60.313.9144.4372.256.514-4229.57-36,4945.501342.60A5.213.9144.4372.236.514.4229.37-34.8144.595.5042.49-45.113.9144.4372.256.5144229.37-29.0941.681.9442.05-45：恒載作用下的彎矩分配上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁|IIIMlVIIM乩IfQW72.3155737Z2M1JTJ-3Z2I1伽-34.-ii.aa-3SAu尹護(hù)-S.T3.R2D.MD.可F打出-I.E24JJU士J-U.K1睚.50-J4.231K|(MH.l&HI4C

40、LI4L20i5-4-.3WM.4CI-i.JL-7,4J|-T*|-T*+葉曲-1T2:J.如J.72-J.Q3-t7J-i.a-IB-1.2&J3-L6I+1.陽-Ban.*1蹈-Il勺iaitaA.II1clMclImminnJMWl-4wy-4Wl-III-Wl鼻I-DJH-T.R&si*jaw-j.niriJri1*Zl-1H-2J3I41-11M-IJ.7J-tT.ai-J.Hl-2.97515.005.1917.22-2.3059.531.228.46-2.3059.531.618.84-2.30510.092.8110.60圖3-4恒載彎矩分配過程圖3-5恒載作用下彎矩圖（kN

41、.mAB跨跨中彎矩（kN.m表3-3q（kN/m（板櫓來作用（自重作用）l(m)u(1-a勺/2MAB(kN.in)EMik/I=J2十udMik/11/2*1/4+111J-MAB-Vl/Al/斗20.0704.4372.236.514.4242.65-30.603.0354.02-76.75313.9144.4372.256.514.4229.57-36.491.394-2.60-45.72213.9144.4372.256.514.4229.57-34.811.3042.49-48.80113.9144.4372.256.514.4229.57-29.091.9442.05-53.09圖

42、3-6恒載作用下梁剪力、柱軸力（kN柱軸力（kN表3-4層邊柱徹軸、D軸中柱3軸、匚軸橫梁瑞部壓力縱槃端部壓力柱重柱軸力橫梁諭部壓力縱梁壓力柱重柱軸力1柱頂54.0234.9414.4108.9660.12+10.7K-70.9055.7318.2126.634-柱底123.36144.S3Tl柱頂42.6030.6214.4196.5845.38十氏64=4百243.0918.2241.943柱底210.?8260J4于拄頂42,4930-6214.4184.09斗5.498.4=54J343.0918-235736柱底29E.49375.561柱頂42.0530.6222.0371.164

43、5.93+&.6454.5743.0927.473.22i柱底393.lt)501.-02二、活載作用下的框架內(nèi)力注意:各不利荷載布置時計算簡圖不一定是對稱形式,為方便,近似采用對稱結(jié)構(gòu)對稱荷載形式簡化計算。1.梁固端彎矩:(1頂層:3222344441(12/12ABBAqlalal=-=-+2223312.256.5(122.25/6.52.25/6.56.35212kNm=-XX-x+=-22445/965/961.252.50.407BDqlkNm=-=-xx=-22441/321/321.252.50.244DBqlkNm=-=-xx=-(2二四層橫梁:322231111222331

44、(12/12111.256.5(122.25/6.52.25/6.531.7612ABBAqlalalkNm=-=-+=-XX-x+=-22115/965/968.752.52.848BDqlkNm=-=-xx=-22111/321/328.752.51.709DBqlkNm=-=-xx=-2.縱梁偏心引起柱端附加彎矩:(本例中邊框架縱梁偏向外側(cè),中框架縱梁偏向內(nèi)側(cè)頂層外縱梁442.530.10.253.ADMMkNm=-=x=(逆時針為正樓層外縱梁1112.660.11.266.ADMMkNm=-=x=頂層中縱梁44444.560.10.456.2.030.10.203.(BCBCMMkNm

45、MMkNmBC=-=-x=-=-=-x=-僅跨作用活載時樓層中縱梁111126.870.12.687.14.220.11.422.BCBCMMkNmMMkNmBC=-=-x=-=-=-x=-(僅跨作用活載時各節(jié)點不平衡彎矩：當(dāng)AB跨布置活載時：44446.3520.2536.099AABAMkNm=+=-+=-12311131.761.26630.494AAAABAMMMkNm=+=-+=-44446.3520.2536.099BBABMkNm=+=-=12311131.761.26630.494BBBBABMMMkNm=+=-=當(dāng)BC跨布置活載時:44440.4070.2030.610BBD

46、BMkNm=+=-=-1231112.8481.4224.27BBBBDBMMMkNm=+=-=-當(dāng)AB跨和BC跨均布置活載時:44446.3520.2536.099AABAMkNm=+=-+=-12311131.761.26630.494AAAABAMMMkNm=+=-+=-4444446.3520.4560.4075.489BBABBDMkNm=+=-=1231111131.762.6872.84826.225BBBBABBDMMMkNm=+=-框架活載的不利布置活荷載為可變荷載,應(yīng)按其最不利位置確定框架梁、柱計算截面的最不利內(nèi)力。豎向活荷載最不利布置原則:（1求某跨跨中最大正彎矩本層同連

47、續(xù)梁（本跨布置,其它隔跨布置,其它按同跨隔層布置（圖3-a;（2求某跨梁端最大負(fù)彎矩本層同連續(xù)梁（本跨及相鄰跨布置,其它隔跨布置,相鄰層與橫梁同跨的及遠(yuǎn)的鄰跨布置活荷載,其它按同跨隔層布置（圖3-b;（3求某柱柱頂左側(cè)及柱底右側(cè)受拉最大彎矩該柱右側(cè)跨的上、下鄰層橫梁布置活荷載,然后隔跨布置,其它層按同跨隔層布置（圖3-c;當(dāng)活荷載作用相對較小時,常先按滿布活荷載計算內(nèi)力,然后對計算內(nèi)力進(jìn)行調(diào)整的近似簡化法,調(diào)整系數(shù):跨中彎矩1.11.2,支座彎矩1.0。本工程考慮如下四種最不利組合:（a頂層邊跨梁跨中彎矩最大，圖3-7;(b頂層邊柱柱頂左側(cè)及柱底右側(cè)受拉最大彎矩，如圖3-8;(c頂層邊跨梁梁端

48、最大負(fù)彎矩，圖3-9:(d活載滿跨布置，圖3-10。(a(b(c圖：3-豎向活荷載最不利布置內(nèi)力計算：本工程采用“彎矩二次分配法”計算具體計算步驟：1根據(jù)各桿件的線剛度計算各節(jié)點的桿端彎矩分配系數(shù),并計算豎向荷載作用下各跨梁的固端彎矩。2計算框架各節(jié)點的不平衡彎矩，并對所有節(jié)點的不平衡彎矩同時進(jìn)行第一次分配(其間不進(jìn)行彎矩傳遞。3將所有桿端的分配彎矩同時向其遠(yuǎn)端傳遞(對于剛接框架,傳遞系數(shù)均取1/2。4將各節(jié)點因傳遞彎矩而產(chǎn)生的新的不平衡彎矩進(jìn)行第二次分配，使各節(jié)點處于平衡狀態(tài)。至此，整個彎矩分配和傳遞過程即告結(jié)束。5將各桿端的固端彎矩、分配彎矩和傳遞彎矩疊加，即得各桿端彎矩?；钶d（1作用下彎

49、矩二次分配過程如圖3-11,梁彎矩、剪力、軸力如圖3-12、圖3-13?；钶d（2作用下彎矩二次分配過程如圖3-14,梁彎矩、剪力、軸力如圖3-15、圖3-16?；钶d（3作用下彎矩二次分配過程如圖3-17,梁彎矩、剪力、軸力如圖3-18、圖3-19?；钶d（4作用下彎矩二次分配過程如圖3-20,梁彎矩、剪力、軸力如圖3-21、圖3-22。根據(jù)所求出的梁端彎矩，再通過平衡條件，即可求出的活載作用下梁剪力、柱軸力，結(jié)果見表3-5表3-20。圖3-7活載不利布置1圖3-8活載不利布置2圖3-9活載不利布置3圖3-10活載不利布置4活載1作用下的彎矩分配上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁1JI軸Ail19III

50、四朋ILUlll.w(1233UMA2J3-3145-1M亠-i.ia-I*il.H-k尅彈ilJm-IJM4130.u-jn_EJ.1DJS|u占佶iishil|iIMTfl4IQ-Ip|hllvITfll.期IPJ.nw2.03吸UJK衛(wèi)加a錘IIMLKtw-S.+IdlilH-；.+l.*Jo.4-aD*1_OfiJOiJ.4fri曲-dJHk4&rxM-I2J-IjIS|4MT5aio(LIOD-IT3QI防D-I|lhO.JEC31.7641-I.Jlfifi3L臉i-1耳曲LAN-BMK-l+fHI-.KI驢-ftJ?I*_M也It*J-IrtJb-I.h6-l.7-1JT-IM-

51、l.SJlJ跖HhMI-hRT和1出紳hs6I八1cilAud.HI:iL!IlISmik9l1uJ|1-W：MM-*BUi42.ISDJIDJ|T2.1$C.T21：-i-H-出I2JHMIn_：r123OHlri-J?V2MAB(kN.m)MBA(kN.mIMik/Vl/A=u-S；MLk/lVE=-fti十MMik/B47,252.254.78-2.233.700.234.55-5.013蠶2.250.00-L893460.2444-0.24211.252.2523.91-bA32L740.8223.09-2473102250.00-1.593.380.28-0.2&-0.28崖i(kM

52、/iyij2MAB(kKniJMBA(kN.m)EMik/1VIM=u-LMik/IVB=-(u+EMtk/h42,252.254.7K-2.233.704.55-5.or32.25機00-l.e3.460.24-0.24211.252.2523.91-16.432L740.S223.09-2473102,250.00-L5?3.380.28-0.28-G.28活載（1作用下柱軸力表3-8-31-圖3-12活載（1彎矩圖（kN.m圖3-13活載（1剪力、軸力（kN-33-活載2作用下的彎矩分配上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁ILWlIIIQn耐Ikh!II-J4J4Ja.JTft475t&6fl-

53、475QLlOiOllbih?m-L41-l.23抽II6K二用nm丄刪23H:-i2J工張(XfiuIlJOUMcluIUDl.ulFlQ恤-111dl-iiixin.taIZiKiliuJMu|軸hiiiJIl-13h6小詢I3W；-33*Ji.口JJ8-3331A13-3JBHJI加!U1-511-ini胛-STl-1?2.Z3d3II：!A5J1IT1SI911.49-0.041.456.251.828.07-1.709-0.88-1.03-3.626.622.208.82圖3-14活載（2彎矩分配過程-34-活載（2作用下AB跨梁端剪力表3-9層f2MAECkN,in)M&A(kN.

54、m)Vl/A=u-Mik/lVB=-(n+EMiWI)斗2.252.254.78-4.525.270.124.66-4.9311.252.2523.91-17.8122.180.6723.24-2+.5S202.250.00-3.404.4-10.16-0.1611.252.2523.9L-14.B921.120.光22.95-24.87層q(kN/m)抵n)u=U-ii)*q12MABfkN.inMBA(kN-m)EMik/lV1/A=u-LMik/1VB=-(uiEMik/l)42.252.254J8-4.525.270.1266-4?9311.252.2523.91-17-ES22.18

55、0.6723.24-24.53202.250.00-3.404.4i0.16-0.16-0.16活載（2作用下BC跨梁端剪力表3-10活載（2作用下AB跨跨中彎矩（kN.m表3-11-37-37-層q(kN/m)a(m)72in)MBA(kNm)I：MiVIVkA=u-EMik/1VA-(u+42.252.254.78525.270.124.66-4.9311.252.2523.91-17.S122.180.6723.24-24.582fl2.250.00-3.404.410.16-0A6-Ok11.252.25.23.91:-14.S921.120.9622.95-24.87|VC=-qV4

56、層q(kN/m)u=U-ii)*qIIMABfkN.=，MBA(mm)EMik/lVl/A=u-EMik/1EMik/J)42.252.254.78-4.525.270.124.66k.9311.252.25-17.81-22.180.6723.24-24J5S202.25q癩-3.404.410.16-0.16-0.16111.252.2523.91:-1斗朋21.120.9622.95-24.=87活載（2作用下柱軸力表3-12-35-圖3-15活載（2彎矩圖（kN.m-36-圖3-16活載（2剪力、軸力（kN-38-活載3作用下的彎矩分配上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁Id則LOSOlMi曬

57、wiH-i；MWl，IlMDf?il.bAQu.lJI牡如ilIjMmJLIu-in則EH-34JHMW-2wnJLW-LUIji.mMlTGIrj聲-I?4.HJ-Liffl?ZIJ13.X3rji!4J剛-I業(yè)旳-Xi4辿I1.490.041.53-1.7095.381.755.42-0.89-0.89-1.7095.692.136.11AB圖3-17活載(3彎矩分配過程活載（3作用下AB跨梁端剪力表3-13q(kN/m)atm)u=(l-a)*q/2m)MBA(kN.m)LHAik/lV1/A=u-EMik/lVB(丸卡EMiVI)42.252.254.78-4.525.080.C94.

58、69-4.87311.251I23.91-16X824.361.2122.70-25.12202.250.00-3.812.05-0.270.270.27111.252.2523.91-14.5123.451.3822.53-25.29層q(kN/m)u=(l-a)*q/2MABfkKm)MBA(kN.m)EMikflVl/A=u-EMik/lVB=-(十EMik/l)42.252254.785.080.094.69-4.S73i1.252.2523.91-16X824.361.2122.70-25J2202,250W-3.Bl2.05-0.270.270.27活載（3作用下BC跨梁端剪力表3

59、-14活載（3作用下AB跨跨中彎矩（kN.m表3-15-40-40-層q(kN/a(inq/2MAkN.m)MBA(kN.m)EMlk/1Vl/A=u-Mik/IVB=-(u卡SMik/l)42.252.25斗假-4.325.080.094.69-4.87311.252.2523.91-16.4824.361.2122.70-25.122海;0.00-3.812.05-0.270.270,27111.252；2523.91-14.5123.4513822.53-25291r.a*ra.1一1idrn-va1nmIIIw1VC=-qtM層q(kN/a(in)u=(l-a)*q/2MAB(kN,m

60、)MBA(kN.m)EMlknVl/A=u-EMik/lVB=-(u-f-EMik/l)42.252.25A.78-4.525.OS0.094.69-4.S7311.252.2523.91-16.4824-.3G1.2122.70-25.12202250.00-3.812.05-0.270.270.271IL2M1*bir23.91-14.5123.45L3S22.53-25.29活載（3作用下柱軸力表3-16-39-圖3-18活載（3彎矩圖（kN.m圖3-19活載（3剪力、軸力（kN活載4作用下的彎矩分配上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁IkMhII仲nwiIklM!ii-j-uMMil3K4HL